專(zhuān)利名稱(chēng)：一種解淀粉芽孢桿菌以及采用該菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微生物菌種以及微生物制劑，特別是指一種解淀粉芽孢桿菌以及采用 該菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法。
背景技術(shù)：
水資源短缺是全人類(lèi)不得不面對(duì)的生存難題之一，我國(guó)的人均淡水資源只有2300 立方米，僅為世界平均水平的1/4，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。即便如此， 水資源的污染程度卻十分嚴(yán)重。據(jù)監(jiān)測(cè)，全國(guó)39%的湖泊以及東南沿海水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng) 化，70%以上的河流不同程度受到污染，全國(guó)多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)源和面源 污染，且有逐年加重的趨勢(shì)。另外，我國(guó)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展很快，是世界上唯一水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn) 量超過(guò)捕撈產(chǎn)量的國(guó)家，養(yǎng)殖產(chǎn)量已占到世界養(yǎng)殖總產(chǎn)量的70%以上。但由于水體環(huán)境的 惡化，常常導(dǎo)致魚(yú)蝦病害的爆發(fā)流行，2002年我國(guó)對(duì)蝦病毒病爆發(fā)，當(dāng)年產(chǎn)量銳減30%。世界各國(guó)都十分重視水體的凈化保護(hù)，目前，國(guó)內(nèi)外主要采取物理、化學(xué)、生物或 多種措施相結(jié)合的方法。其中以生物方法反應(yīng)條件溫和、成本低、效率高，不產(chǎn)生二次污染 等特點(diǎn)廣泛受到重視，并成為主流技術(shù)。1989年，美國(guó)首次采用生物修復(fù)技術(shù)，成功處理了 阿拉斯加海灘?？松郀柕纤固?hào)巨型油輪溢油的污染，標(biāo)志著生物修復(fù)的研究開(kāi)始成為環(huán) 境科學(xué)的熱點(diǎn)與前沿。1991年第一屆原位生物修復(fù)(in situ bioremediation)國(guó)際會(huì)議 在美國(guó)圣地亞哥召開(kāi)，標(biāo)志著以生物修復(fù)為核心的環(huán)境生物技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí) 期。目前的水體生物修復(fù)研究中，大多集中于對(duì)水體中COD、氨氮、硝態(tài)氮等污染物 的消解，而對(duì)底泥這一重要污染源的凈化或修復(fù)的研究則較少。這也是目前一些技術(shù)措 施應(yīng)用效果慢、不穩(wěn)定、維持時(shí)間短的根源所在。因?yàn)樗偷啄嗍撬w生態(tài)系統(tǒng)中的兩大 物理組成部分，兩者之間時(shí)刻都在進(jìn)行著物質(zhì)、能量和信息的交換，水體中的動(dòng)植物殘?bào)w、 排泄物等沉積到水底后，在理化和生物等因素的作用下會(huì)慢慢分解，逐漸將可溶的氮磷等 物質(zhì)釋放到覆蓋水中。所以，如果不考慮外界對(duì)水體的直接污染，底泥是水體惡化的根源 所在，因此，研制對(duì)底泥和水體具有較強(qiáng)凈化作用的生物修復(fù)劑是實(shí)現(xiàn)污染水體高效、穩(wěn) 定凈化的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌主要用于制備抗病蟲(chóng)害的生防微 生物制劑，也有協(xié)同其它菌種作為復(fù)合制劑對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水體凈化的報(bào)道，其中申請(qǐng)?zhí)枮?200910244889. 7、名稱(chēng)為一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖水體凈化的復(fù)合微生態(tài)制劑。該制劑是采用復(fù) 合菌群進(jìn)行作用完成對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮以及COD等物質(zhì)的消解或 降解，并不能有效對(duì)底泥中的有機(jī)質(zhì)、氨氮和硝酸態(tài)等主要污染物具有降解和消解功能，另 外采用復(fù)合菌群作為制劑，勢(shì)必造成生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用已經(jīng)篩選獲得的對(duì)水體和底泥中有機(jī)質(zhì)、氨氮和硝酸態(tài)氮等主要污染物均具有降解和消解作用的多功能解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo. 3992為菌種，提 供用于湖泊、水庫(kù)、養(yǎng)殖池塘底泥修復(fù)的污染水體修復(fù)劑的制備方法。本發(fā)明的整體技術(shù)構(gòu)思是一種解淀粉芽孢桿菌 CGMCCNo. 3992 (Bacillus amyloliquefaciens)，該菌種 16S rDNA序列為T(mén)CCCTGATGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGG
ATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATGGTTGTCTGAACCGCATGGTTCAGACAT
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CCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCGGTG。解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo.3992 (Bacillus amyloliquefaciens)，已于 2010 年 7 月 2日提交中國(guó)微生物保藏管理委員會(huì)普通微生物保藏中心保藏，該菌種是從河北省唐?？h 養(yǎng)蝦池底泥中分離獲得的，暫命名為T(mén)b301。該菌種的形態(tài)特征是所述的Tb301解淀粉芽孢桿菌在營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上，菌落初期隆起，濕潤(rùn)，近似圓 形，白色，不透明，邊緣整齊，老齡菌落表面干皺有顆粒，中央凹陷，邊緣不規(guī)則，菌落灰白或 灰黃色，菌落直徑4. 0-7. 5mm ；菌體周生鞭毛，有運(yùn)動(dòng)性，細(xì)胞直徑小于1. 0 μ m ；芽孢中生， 橢圓。其生理生化和生長(zhǎng)特征如表權(quán)利要求
1. 一種解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo. 3992，其特征在于該菌種16Sr DNA序列為T(mén)CCCTGATGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATGGTTGTCTGAACCGCATGGTTCAGACATAAAAGGTGGCTTCGGCTACCACTTACAGATGGACCCGCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCCGTTCAAATAGGGCGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGAATTATTGGGCGTAAAGGGCTCGCAGGCGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCCCGGCTCAACCGGGGAGGGTCATTGGAAACTGGGGAACTTGAGTGCAGAAGAGGAGAGTGGAATTCCACGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTCTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGAGCGAAAGCGTGGGGAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGGGGGTTTCCGCCCCTTAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGACTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAATCCTAGAGATAGGACGTCCCCTTCGGGGGCAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGATCTTAGTTGCCAGCATTCAGTTGGGCACTCTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACAGAACAAAGGGCAGCGAAACCGCGAGGTTAAGCCAATCCCACAAATCTGTTCTCAGTTCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCGGTG。
2.一種采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其特征在于該方法包 括如下工藝步驟A、將活化后的解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo.3992經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后接種到含有碳源的培養(yǎng)基 中，添加必要的氮源及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；B、采用液體深層通氣攪拌發(fā)酵+固體載體吸附的方法或固體發(fā)酵的方法進(jìn)行發(fā)酵；C、將步驟B完成后的發(fā)酵物料干燥，制得污染水體修復(fù)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的培養(yǎng)基中的碳源選自葡萄糖、麩皮、玉米粉、腐殖酸中的一種或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的步驟A中的菌種活化工藝步驟如下將解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo. 3992接種至牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基試管斜面上，在溫度 280C -30°C條件下培養(yǎng)48小時(shí)，反復(fù)轉(zhuǎn)接2-3次，使菌種活化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的步驟A中的擴(kuò)大培養(yǎng)是將活化后的解淀粉芽孢桿菌菌種CGMCCNo. 3992接 種于滅菌后的種子培養(yǎng)基中，在溫度25V -30V,自然pH條件下，搖瓶培養(yǎng)M-48小時(shí)；其中種子培養(yǎng)基由下列質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料組成胰蛋白胨0. 2-0. 5 葡萄糖0. 2-0. 5 酵母膏0. 2-0. 5 磷酸氫二鉀0. 2-0. 4 硫酸錳0. 03 余量為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的步驟B中的固體發(fā)酵是將擴(kuò)培后的解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo. 3992按體積 百分?jǐn)?shù)為1 %-10%的接種量接入發(fā)酵罐或反應(yīng)釜中，在溫度為25°C _30°C條件下通氣培養(yǎng) 48小時(shí)，其中固體發(fā)酵培養(yǎng)基由下列質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料組成碎麩皮10-30粉粒狀沸石70-90 玉米粉0. 5-1. 0磷酸氫二鉀0. 03 硫酸銨0. 25腐殖酸1. 0余量為水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的粉粒狀沸石的顆粒直徑為0. lmm-2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的步驟B中的液體深層通氣攪拌發(fā)酵+固體載體吸附的發(fā)酵方法是將擴(kuò)培后 的解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo. 3992按照體積百分?jǐn)?shù)為3%-10%的比例接種于發(fā)酵罐中液體 培養(yǎng)基，在溫度25 °C -30 °C、自然pH條件下，通氣攪拌培養(yǎng)72小時(shí)后終止發(fā)酵，將發(fā)酵液中 加入1-1. 5倍體積的粉粒狀麥飯石或沸石和0. 5-1倍體積的草炭粉吸附；其中液體培養(yǎng)基 由下列質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的原料組成胰蛋白胨0. 2-0. 5 葡萄糖0. 2-0. 5 酵母膏0. 2-0. 5 磷酸氫二鉀0. 2-0. 4 硫酸錳0. 03 余量為水。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用解淀粉芽孢桿菌為菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法，其 特征在于所述的物料干燥是將步驟B中的吸附后的發(fā)酵物料或發(fā)酵物料在40°C -100°C干 燥至含水量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不超過(guò)12%。
全文摘要
本發(fā)明屬于微生物菌種以及微生物制劑，特別是指一種解淀粉芽孢桿菌以及采用該菌種制備污染水體修復(fù)劑的方法。該方法是將活化后的解淀粉芽孢桿菌CGMCCNo.3992經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后接種到含有碳源的培養(yǎng)基中，添加必要的氮源及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；采用液體深層通氣攪拌發(fā)酵+固體載體吸附的方法或固體發(fā)酵的方法進(jìn)行發(fā)酵；將發(fā)酵完成后的物料發(fā)酵物料干燥，制得污染水體修復(fù)劑。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的污染水體和底泥的凈化問(wèn)題，具有修復(fù)劑中有效活菌數(shù)和產(chǎn)芽孢率高，雜菌污染少，工藝簡(jiǎn)單和成本低、效果穩(wěn)定持久等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)底泥和水體中的有機(jī)物、氨氮和硝態(tài)氮均具有顯著的消解作用。
文檔編號(hào)C12R1/07GK102031230SQ20101026135
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者張翠綿, 朱桂艷, 李洪波, 李洪濤, 楊晶, 王占武, 胡棟, 賈楠 申請(qǐng)人:河北省農(nóng)林科學(xué)院遺傳生理研究所, 河北省環(huán)境科學(xué)研究院